西藏班公湖—怒江成矿带斑岩-浅成低温热液型矿床岩浆作用与成矿:以改则县东窝东铜多金属矿床为例

2017-01-19 03:29韦少港唐菊兴刘治博李彦波
现代地质 2016年6期
关键词:班公湖花岗闪含矿

韦少港, 唐菊兴, 宋 扬, 刘治博, 王 勤, 林 彬,侯 淋, 冯 军, 李彦波

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083;2.中国地质科学院 矿产资源研究所,北京 100037;3.成都理工大学 地球科学学院,四川 成都 610059; 4.中铝西藏金龙矿业股份有限公司, 西藏 拉萨 850000;5.西藏自治区地质矿产勘查开发局 第五地质大队, 青海 格尔木 816000)

西藏班公湖—怒江成矿带斑岩-浅成低温热液型矿床岩浆作用与成矿:以改则县东窝东铜多金属矿床为例

韦少港1, 唐菊兴2, 宋 扬2, 刘治博2, 王 勤3, 林 彬2,侯 淋1, 冯 军4, 李彦波5

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083;2.中国地质科学院 矿产资源研究所,北京 100037;3.成都理工大学 地球科学学院,四川 成都 610059; 4.中铝西藏金龙矿业股份有限公司, 西藏 拉萨 850000;5.西藏自治区地质矿产勘查开发局 第五地质大队, 青海 格尔木 816000)

西藏改则县东窝东铜多金属矿床位于西藏多龙矿集区东部,是近年来班公湖—怒江成矿带上新发现的铜多金属矿。对区内花岗闪长斑岩和花岗斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试显示,成岩年龄为(121.0±1.2) Ma和(121.5±1.0) Ma,与多龙矿集区内成岩成矿年龄相近。研究区含矿斑岩显示了富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损重稀土和高场强元素,中等Eu负异常,高铝、低镁、低钛,高Sr、低Y及Yb的岛弧岩浆岩特征,暗示矿区含矿岩浆与多龙矿集区含矿岩浆具备相同的岩浆源区。矿区含矿斑岩的锆饱和温度介于779.6~844.5 ℃,地球化学数据显示高Sr低Nd及低εNd(t)值特征;含矿斑岩εHf(t)为+3.4 ~ +11.1,两阶段模式年龄T2DMC为467 ~ 963 Ma;表明其与多龙矿区含矿斑岩具备相似的Sr-Nd-Hf同位素特征,暗示了矿区含矿斑岩是班公湖—怒江特提斯洋洋壳向北俯冲消减背景下,由玄武质新生下地壳在较高温度条件下部分熔融形成的产物,指示班公湖—怒江洋盆于早白垩世晚期尚未关闭。野外地质调查发现,矿区发育典型斑岩铜矿蚀变分带;具备与多龙矿集区的岩石组成、矿化及蚀变、成岩成矿时代、构造环境和物质来源相类似的特征,且空间位置相近,暗示两者受控于统一的构造-岩浆成矿系统。综合分析认为,东窝东地区为多龙矿集区东延部分,具有寻找斑岩-浅成低温热液型铜(金)矿床隐伏矿体的良好潜力。

班公湖—怒江成矿带;东窝东铜矿床;锆石U-Pb年龄;地球化学;岩浆演化; 西藏

0 引 言

东窝东矿区位于西藏阿里地区改则县城北东方向直距约50 km的察布乡境内,位于多龙矿集区东侧约60 km。2012年西藏自治区地质调查院开展的布拉错地区1∶5万矿产地质调查时发现东窝东地区有Cu、Au、Ag、Pb、Zn和Sb等多处矿化异常,地表发现有蚀变花岗闪长斑岩及花岗斑岩露头,伴生孔雀石化、蓝铜矿等。2014年西藏自治区地质矿产勘查开发局第五地质大队在斑岩体露头施工探槽和井探,揭示了斑岩体及接触围岩发育青磐岩化、钾化、绢英岩化、磁铁矿化、黄铁矿、孔雀石、蓝铜矿和黄铜矿等蚀变矿化,指出东窝东矿床具有斑岩型蚀变和矿化特征。东窝东矿区与多龙矿集区处于同一斑岩型矿床成矿带班公湖—怒江结合带内,且具备类似的成矿地质背景条件。目前,多龙矿集区已达到详查程度的大型、超大型矿床有多不杂、波龙、拿若、拿厅、铁格隆南(荣那)等,截至2014年底控制的铜资源可达到1 500万t以上(333类别以上)[1-4],构成了斑公湖—怒江结合带上第一个超大型规模矿集区。唐菊兴等[1]对矿集区内铁格隆南(荣那矿段)矿床地质特征、矿床类型进行深入研究,提出了铁格隆南矿床浅部及外围发育独立的高硫型浅成低温热液型铜金矿,深部存在斑岩型铜(金银)矿体,矿集区外围具备寻找相同矿床类型的巨大潜力。一般认为,区内矿床的形成与燕山晚期班公湖—怒江洋盆的俯冲闭合有关,但对矿床成矿构造目前存在不同的认识,较早资料认为矿床形成于斑公湖—怒江缝合带闭合后的碰撞后地壳隆升阶段[5-6], 新近研究认为矿床的形成与班公湖—怒江洋壳向北俯冲增生作用有关[7-8]。

新近发现东窝东矿床是班公湖—怒江成矿带重要矿床,尽管目前规模不大,前期勘查工作的初步成果,显示了其具备较好的找矿前景,其地层岩性、控矿构造和蚀变矿化等特征与多龙矿集区斑岩型-浅成低温热液型矿床具有一定的相似性。但是前人的研究工作主要集中在早期发现并勘查的波龙、多不杂、铁格隆南、拿若等矿床,在矿床成因、勘查模型、地质特征、遥感蚀变信息提取、同位素地球化学、成岩成矿年龄厘定等方面[1-14],对东窝东矿床研究较少,对矿区含矿斑岩的年代学和地球化学数据、矿床成矿构造背景和成矿动力学机制尚未见系统资料报道,多龙矿集区是否东延等问题尚未深入探讨。因此, 深入分析矿区含矿斑岩的时空分布及其成因对认识班公湖—怒江缝合带演化和区域找矿突破至关重要。本文报道了东窝东矿床含矿斑岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、Sr-Nd-Hf同位素等特征,结合前人关于多龙矿集区研究资料,探讨其源区特征及其成因意义。

1 区域地质背景

矿区大地构造位置位于班公湖—怒江缝合带的北侧、羌塘地块的南缘。班公湖—怒江结合带南部和北部分别属冈底斯—念青唐古拉板片及羌塘—三江复合板片。中生代班公湖—怒江洋发生俯冲-碰撞造山作用,诱发了燕山期大规模岩浆活动,该缝合带沿线分布着大量蛇绿混杂体,并伴有燕山期基性岩和中酸性岩侵入;目前发现有金、铜、铬等金属矿(床)点成带展布,构成了班公湖—怒江成矿带[5],矿区即位于该成矿带的西段构造-岩浆带内(图1)。

图1 西藏地区构造格架图(a)和东窝东斑岩铜多金属矿区地质简图(b)[15]Fig.1 Tectonic framework of Tibet(a) and regional geological sketch map of Dongwodong porphyry Cu deposit(b)

区域出露石炭系展金组(C2z)砂板岩及碳酸盐岩、二叠统龙格组(P2l)碳酸盐岩、上三叠统日干配错组(T3r)砂砾岩和火山岩,侏罗纪色哇组(J2s)砂板岩及碳酸盐岩,古近系纳丁错组(E1-2n)火山岩,新近系康托组(N1k) 砂砾岩及第四纪(Q)残坡积物覆盖。断裂构造以近东西向的断裂为主,代表断层有东窝东北断裂、东窝东南断裂。区域介于班怒带与羌塘隆起带之间,正好是羌塘—三江复合板片与冈底斯板片之间,由于班公湖—怒江洋盆的俯冲消减而导致两者发生接触碰撞,致使区域地层遭受了较强烈的变形。变形多以复式褶皱的形式产出,并以拉嘎拉—东窝复式褶皱为代表。

区域岩浆岩较发育,主要以中酸性侵入岩为主,喷出岩较少。中酸性侵入岩为拉嘎拉构造岩浆岩带,岩体面积较小,总体皆呈岩株产出,表现为一期,形成时代为早白垩世(燕山晚期)。岩石类型主要有两种,即石英闪长岩和花岗闪长岩,与围岩界线清楚且表现为早、晚两阶段的不同产物。花岗闪长岩主要分布于热拉错附近,侵入于展金组中,呈小岩株产状产出。石英闪长岩侵入体规模较小,呈小岩株分布于拉嘎拉一带,岩体侵入于展金组和龙格组。

2 矿床地质特征和样品采集

东窝东矿床出露地层主要为晚三叠统日干配错组(T3r)深灰色的角砾状灰岩、砾屑灰岩、结晶灰岩,中侏罗统色哇组一段(J2s1)深灰色粉砂质板岩、泥质板岩夹少量生物碎屑灰岩,中侏罗统色哇组二段(J2s2)变长石石英砂岩及第四系(Q)残坡积物。矿床内发育3组断裂构造,分别为北北西向正断层、北西向正断层及北东向逆断层。区内褶皱构造主要表现为层间小揉皱现象。矿区内岩浆比较发育,出露的岩体有强高岭土化花岗斑岩、花岗闪长斑岩呈岩株状,沿断裂侵入到中侏罗统色哇组(图1)。

图2 西藏东窝东矿床含矿斑岩镜下照片Fig.2 Micro-photos of the ore bearing porphyries in the Dongwodong deposit, Tibet(a)与(b)分别为花岗斑岩正交偏光及单偏光镜下照片;(c)与(d) 分别为花岗闪长斑岩正交偏光及单偏光镜下照片;矿物名称:Q. 石英;Ser. 绢云母;Bt. 黑云母;Ks. 钾长石;Pl. 斜长石;Hb.角闪石

研究区分布着锑金矿体(Ⅰ号)、锌铁伴生金银矿体(Ⅱ号)及铜锑银矿体(Ⅲ号)(图1)。Ⅰ号位于东窝东工作区的西北角,地表东西向延伸约2 km,宽度20~100 m,含矿岩石为花岗闪长斑岩,矿化见褐铁矿化、磁铁矿化、弱黄铜矿化、辉锑矿矿化,矿化体的蚀变有硅化、钾化、绢云岩化、绿泥石化,矿化体的围岩为变长石石英砂岩、粉砂质板岩、泥质板岩。Ⅱ号矿体位于矿区的中部,地表表现为长条状,北西—南东向延伸长度2 km,宽度20 ~ 45 m,含矿岩石为花岗闪长斑岩,矿化见磁铁矿化、褐铁矿化、弱黄铜矿化,矿化体处的蚀变有硅化、钾化、绢云岩化、角岩化、青磐岩化,矿化体的围岩为变长石石英砂岩、粉砂质板岩、泥质板岩。Ⅲ号矿体位于矿区东南角,地表呈椭圆形展布,北东—南西向延伸长度约1.2 km,宽度约140 m,含矿岩石为花岗斑岩,矿化见于斑岩体顶部,发育产于强高岭土化花岗斑岩的次生铜矿物孔雀石、蓝铜矿及原生矿物黄铜矿、针铁矿、闪锌矿等,脉石矿物以白云石为主、有少量方解石、高岭土等,围岩为变长石石英砂岩、粉砂质板岩、泥质板岩。

花岗斑岩采自矿区东南角Ⅲ号矿体地表含矿斑岩体,该岩体出露面积约0.3 km2,侵入中侏罗统色哇组一段地层(J2s1)。花岗斑岩为浅黄色,发育块状构造、变余斑状结构。斑晶主要矿物有石英、钾长石;只是泥化蚀变强烈,被淋滤后只剩石英斑晶;石英斑晶呈无色,不规则浑圆状、长条状等,具溶蚀现象,粒径在0.4~2.5 mm,最大可达3 mm,表面浑浊不清,明显的高岭土化、绢云母化,常与基质的界线模糊不清,斑晶含量< 30%。岩石的基质为隐晶质-微晶质结构,主要由隐晶质-微晶质长石类矿物组成,少量呈块状铁质。岩石的次生蚀变强烈,以大量的高岭土化、绢云母化为主。高岭土呈土色,隐晶质集合体分布或交代钾长石斑晶及基质。绢云母呈无色,微鳞片状,粒径< 0.15 mm,杂乱无序,呈散状分布;花岗斑岩期后发育较强高岭土化、绢云母化。

花岗闪长斑岩采自矿区中部Ⅱ号矿体地表含矿斑岩体,该岩体出露面积约0.1 km2,侵入中侏罗统色哇组一段地层(J2s1)。花岗闪长斑岩为灰白色,块状构造、变余斑状结构,斑晶约占35%,其中矿物有斜长石约占20%,角闪石约占15%;基质约占65%,以长石为主,石英、角闪石、黑云母次之;副矿物为磷灰石、锆石等,发育绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化等蚀变。斑晶中斜长石呈自形板状,可见聚片双晶,粒度1.5~3.0 mm,具绢云母化。角闪石斑晶呈粒状,粒度0.65~2.0 mm,已发生绿泥石化及碳酸盐化,但形态保存完好。岩石的基质为细粒粒状结构,由细粒状长石、石英、角闪石等组成,以长石为主,它形粒状分布,粒度< 0.25 mm。其次为石英,它形粒状,粒度< 0.25 mm,表面洁净,基质中的角闪石发育绿泥石化及碳酸盐化。

3 测试方法

3.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

锆石由河北廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司按照标准流程挑选,将选好的待测锆石颗粒置于环氧树脂制靶并抛光,通过锆石透射光、CL照相分析后选择无包裹体及裂隙部位进行选点,待测。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成。其中锆石定年分析所采用的仪器为Finigan Neptune型MC-ICP-MS及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用的斑束直径为25 μm,频率为10 Hz,能量密度约为2.5 J/cm2,以He为载气。锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标,U、Th含量以锆石M127 (U,923×10-6; Th,439×10-6; Th/U,0.475)为外标[16]进行校正。数据处理和谐和图绘制采用ICPMSDataCal和Isoplot 3.0程序[17]获得。详细实验测试过程可参见参考文献[18]。

3.2 元素地球化学测试

本文样品地球化学样品的主量元素、微量元素和稀土元素的分析在中国地质大学(北京) 科学研究院实验中心进行,主量元素采用固态X射线荧光光谱仪(XRF-1500)分析测定,测试仪器型号为Rigaku RIX2100。实验采用USGS及中国国家岩石标准库BCR-2和GBW07105标准样品来监测实验准确度,主量元素的准确度误差均小于5%。微量元素和稀土元素化学预处理采用两酸(HNO3+HF)高压反应釜(Bomb)溶样方法进行样品的化学预处理,分析仪器为美国安捷伦公司生产Agilent 7500a型等离子质谱仪,分析过程中使用美国地质调查局标样AGV2、W2、BHOV和国家地质实验测试中心岩石标样R1、R3进行分析质量检查和监控。实验室分析详细方法参见参考文献[19]。

3.3 Sr-Nd同位素

全岩Sr-Nd同位素分离提取和测量在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室完成,首先准确称量实验要求的全岩粉末(<200目) 50~100 mg,使用纯化HF-HNO3-HCl溶样,之后加入纯化HCl使用Rb-Sr (AG50W-X12, 200~400目)、Sm-Nd (LN树脂)交换柱进行分离提纯和元素提取。样品测试仪器型号为热电离质谱仪TIMS,数据以86Sr/88Sr = 0.119 4和146Nd/144Nd = 0.721 9校正作为分馏修正。在样品测试的整个过程中,所测定的Alfa Nd标样和NBS-987 Sr标样的Nd-Sr同位素比值分别为143Nd /144Nd = 0. 512 441 ± 0. 000 008 (±2σ) 和87Sr/86Sr= 0. 71 0259 ± 0.000 006 (±2σ)。

3.4 Lu-Hf同位素

锆石原位Lu-Hf同位素分析在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。仪器为193 nm ArF准分子激光器的Nu Plasma型MC-ICP-MS。分析采用的激光束斑直径为44 μm,剥蚀频率为8 Hz。具体分析方法及仪器参数见参考文献[20]。

4 实验结果

4.1 LA- ICP-MS锆石U-Pb年代学

本文采集含矿斑岩样品经过粉碎和锆石分离之后,对锆石样品的进行透射光、反射光和阴极发光分析,选取锆石颗粒形状规则、晶形较为完整、环带发育良好的岩浆成因锆石进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。

东窝东矿区花岗闪长斑岩(DL201410)的锆石多为无色透明,少数呈淡黄色,颗粒以自形的长柱状和短柱状为主。锆石颗粒大小具有较大的差别,粒径50~300 μm,长宽比1∶1 ~ 3∶1;锆石内部结构清晰,多数锆石具有典型单期生长的长柱状晶形及发育振荡环带,这些特征均指示为岩浆锆石。选取其中20颗锆石进行了LA-ICP-MS测年,其中5个测点远离谐和线,予以剔除,其余15测点中U含量为196.14×10-6~ 442.85×10-6,平均值为345.36×10-6;Th含量为109.15×10-6~ 379.56×10-6,平均值为222.33×10-6;Th/U比值变化于0.47~0.96之间,平均值为0.64,大于0.1,且Th和U之间具有明显的正相关性(表1,图略),进一步证明本次测试的锆石属于典型的岩浆锆石[21-22]。15个分析点206Pb/238U年龄变化在117.19~123.56 Ma之间,所有数据分析点均分布在谐和线上及其附近,证明样品锆石U-Pb年龄在误差范围内可信。15个206Pb/238U分析数据的谐和年龄值为(121.0±0.6) Ma,加权平均年龄为(121.0±1.2) Ma (n=15,MSWD=0.63),二者十分接近(图3(a)),加权平均年龄代表了矿区花岗闪长斑岩岩石结晶年龄值,即岩石成岩年龄。

图3 东窝东矿区含矿斑岩的锆石U-Pb年龄Fig.3 Zircon U-Pb ages of the ore bearing porphyry in the Dongwodong deposit, Tibet

东窝东矿区出露的花岗斑岩样品(DWDY13-1)的锆石均无色透明,多呈自形长柱状,颗粒大小具有较大的差别,长径100 ~ 220 μm,长宽比1.5∶1 ~ 4∶1,锆石自形程度较好,具典型的振荡环带结构,表现出典型同源岩浆结晶锆石特征。选取其中26个锆石测点进行了LA-ICP-MS测年,其中3个测点远离谐和线,予以剔除;其余23个测点U含量为291.39×10-6~1 030.48×10-6,平均值为592.68×10-6;Th含量为78.10×10-6~ 866.68×10-6,平均值为297.74×10-6;Th/U比值变化于0.24~1.02之间,平均值为0.47,大于0.1,且Th和U之间具有明显的正相关性(表1,图略),显示了典型岩浆锆石的特征[21-22]。23个分析点206Pb/238U年龄变化在117.01~124.64 Ma之间,均分布在谐和线上及其附近,证明样品的锆石U-Pb年龄在误差范围内可信。23个206Pb/238U分析数据的谐和年龄值为(121.50±0.91) Ma,加权平均年龄为(121.5±1.0) Ma (n=23,MSWD=1.8),二者十分接近(图3b),加权平均年龄代表了矿区花岗斑岩岩石结晶年龄值,即岩石成岩年龄。

4.2 主量元素及微量元素

花岗闪长斑岩SiO2含量为60.68%~66.30%,平均63.0%;TiO2含量较低,介于0.63%~0.77%,为低钛花岗闪长斑岩; K2O介于3.66%~4.84%,平均4.17%;Na2O变化于3.14%~3.62%之间;K2O/Na2O介于1.01~1.54之间,属于钾质系列; 全碱(Na2O+Ka2O)含量在7.27~7.98之间,平均为7.54;岩石主量元素TAS投图结果位于石英二长岩区域内,属高钾钙碱性-钾玄岩系列(图4(a), (b))。MgO含量为1.33%~1.72%,平均1.54%,Mg#=32~45,平均39.90。Al2O3含量为14.42%~16.19%,铝饱和指数A/CNK=Al2O3/ (CaO+Na2O+K2O)值为0.86~0.91,平均值为0.89;A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)值为1.14~1.31,平均值为1.20,属于准过铝质岩石(图4(c)),岩石成因判别图解中属于S型侵入岩。花岗斑岩SiO2含量为73.15%~73.80%,平均为73.48%; TiO2含量介于0.42%~0.51%之间,为低钛花岗斑岩; K2O含量介于4.69%~7.51%之间,平均为6.1%;Na2O含量变化于0.09% ~ 0.12%,属于高钾质岩; 其全碱(Na2O+K2O)含量在4.78%~7.53%之间,平均为6.16%;岩石主量元素TAS投图结果位于亚碱性的花岗岩区域内,属于钾玄岩系列(图4(a), (b))。MgO含量为0.53%~0.6%,平均0.57%;Mg#=28~45,平均36.28。Al2O3含量为12.23%~14.22%,铝饱和指数A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)值为1.63~1.95,属于过铝质岩石(图4(c)),岩石成因判别图解中亦属于S型侵入岩。矿区含矿斑岩具有较高的Sr(141.7×10-6~430.46×10-6)和较低的Y (12.34×10-6~29.94×10-6)、Yb (1.04×10-6~3.01×10-6)含量及较低的Sr/Y (8.59~20.98),相容元素Cr (6.98×10-6~15.20×10-6)、Ni (2.98×10-6~5.04 ×10-6)含量也较低;不相容元素Sr呈弱富集,Ba和P则相对亏损,说明岩浆经历分异演化。与多龙矿集区含矿斑岩相类似,两者均表现出典型的岛弧岩浆特征。

表1 西藏东窝东矿区含矿斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果

图4 西藏东窝东矿区含矿斑岩的TAS图[23]、K2O-SiO2图[24]和NK/A-A/CNK图[25]Fig.4 (K2O+Na2O) versus SiO2, K2O versus SiO2 and NK/A versus A/CNK plots for the ore bearing porphyry in the Dongwodong deposit, Tibet

东窝东含矿斑岩的稀土元素测试结果见表3,花岗闪长斑岩样品的稀土元素总量介于149.19×10-6~244.06×10-6,平均为202.45×10-6。LREE含量为134.70×10-6~222.04×10-6,平均为183.03×10-6。HREE含量为14.49×10-6~22.02×10-6,平均为19.42×10-6。轻稀土和重稀土分异明显,LREE/HREE比值为8.92~10.08,平均为9.41; (La/Yb)N变化于10.40~12.77之间,平均为11.66,整体表现出轻稀土富集重稀土亏损的特征,所有样品基本不存在Ce异常(δCe平均为0.97);δEu值介于0.87 ~ 0.95,平均值为0.92,表现微弱负异常,反映在岩浆演化过程中经历较低程度斜长石的分离结晶作用。花岗斑岩稀土元素总量介于141.38×10-6~161.81×10-6,平均为151.59×10-6。LREE含量为131.56×10-6~149.06×10-6,平均为140.31×10-6。HREE含量为9.82×10-6~12.74×10-6,平均为11.28×10-6。轻稀土和重稀土分异明显,LREE/HREE比值为11.70~13.40,平均为12.55; LaN/YbN变化于20.180~23.127之间,平均为21.65,整体表现出明显的轻稀土富集、重稀土亏损的特征,所有样品低δCe,轻微负异常(δCe平均为0.86);δEu值介于0.62~0.65,平均值为0.63,呈现中等程度负异常,指示了岩浆演化过程中存在较高程度的斜长石的分离结晶作用。在稀土元素配分模式图上(图5(a)),所有样品的稀土配分曲线整体形态基本一致,表现为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾平滑曲线。与多龙矿集区含矿斑岩相对比,东窝东含矿斑岩稀土总量较高。从微量元素含量(表3)及原始地幔标准化蛛网图(图5(b))上看出,东窝东含矿斑岩具有明显的富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征。Th、U、K、Pb及Rb等大离子亲石元素的富集程度较强,在蛛网图上为明显的峰,Ta、Nb、Ti等高场强元素相较于大离子亲石元素表现出明显的亏损,在蛛网图上为明显的谷,具备典型的俯冲消减带组分特征(SZC)[2-4,26-30]。

4.3 Sr-Nd同位素

从东窝东矿区含矿斑岩Sr-Nd同位素组成(表4)可以看出,含矿斑岩样品的87Rb/86Sr为0.633 4~ 0.722 4,87Sr/86Sr为0.707 873~0.708 474,高于原始地幔现代值(87Sr/86Sr=0.704 5)[31]。143Nd/144Nd比值为0.512 495~0.512 508,低于原始地幔现代值(143Nd/144Nd=0.512 64)[32],具有高Sr低Nd的特征。根据上文所测含矿斑岩锆石U-Pb加权平均年龄t=121 Ma进行计算, 其(87Sr/86Sr)i值为0.706 666~0.707 232,(143Nd/144Nd)i为0.512 318~ 0.512 402,εNd(t)值为-1.3~-1.6。其一阶模式年龄值集中于978~1 035 Ma,二阶模式年龄集中于1 017~1 042 Ma,二阶模式年龄和一阶模式年龄值相似。在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)四象限图中,处于第四象限上部。

表2 西藏东窝东矿区含矿斑岩锆石Lu-Hf同位素组成

4.4 锆石Lu-Hf同位素

锆石的结晶温度和Hf同位素封闭温度较高,是目前示踪岩浆源区特征、反演源区物质时限的有效手段。本文对含矿斑岩样品DL201410及DWDY13-1进行了锆石MC-ICP-MS Lu-Hf同位素测试,测试数据见表2。测试点位的选取是基于已经进行过原位微区U-Pb同位素分析的单颗锆石。因此,Lu-Hf同位素分析的测试点位少于或等于U-Pb同位素分析点位。

本文含矿斑岩样品共测试有效点位35个,锆石各点的176Yb/177Hf 值为0.012 292~0.070 639;除花岗闪长斑岩的两个测点DL201410-09和DL201410-10的176Lu/177Hf分别为0.002 461及0.002 730外,其余各测点的176Lu/177Hf值均小于0.002,说明锆石形成后的放射性成因Hf积累十分有限(表2)。因此,所测定的176Lu/177Hf比值能较好地反映其形成过程中Hf同位素的组成特征[33-35]。东窝东矿区花岗闪长斑岩(DL201410)锆石176Hf/177Hf值分布于0.282 808~0.283 016之间,由对应的测点年龄计算得到初始(176Hf/177Hf)i比值为0.282 807~0.283 011,Hf同位素组成变化范围宽泛,对应的εHf(t)为+3.8~+11.1,平均值为+6.7, 单阶段模式年龄TDMC为344~624 Ma,平均值为517.5 Ma,两阶段模式年龄T2DMC为467~933 Ma,平均值为752.5 Ma。花岗斑岩(DWDY13-1)锆石176Hf/177Hf值分布于0.282 793~0.282 943之间,由对应的测点年龄计算得到初始(176Hf/177Hf)i比值为0.282 809~0.282 940,Hf同位素组成变化范围宽泛,对应的εHf(t)为+3.4~+8.5,平均值为+6.0, 单阶段模式年龄TDMC为442~643 Ma,平均值为544.6 Ma,两阶段模式年龄T2DMC为631~963 Ma,平均值为793.6 Ma。

表3 东窝东矿区含矿斑岩全岩主量元素和微量元素分析结果

注:全岩主量元素含量单位为%,微量元素含量单位为10-6;N表示采用球粒陨石进行标准化,据参考文献[26]。

表4 东窝东矿区含矿斑岩Sr、Nd同位素组成

图5 西藏东窝东矿区含矿斑岩的稀土配分模式(a)和微量元素蛛网图(b)[26](多龙矿集区含矿斑岩据参考文献[2-4,27-30])Fig.5 Chondrite-normalized rare earth elements(a) and primitive-mantle-normalized trace element patterns(b) of the ore bearing porphyry in the Dongwodong deposit, Tibet

5 讨 论

5.1 东窝东斑岩体的成岩时代

本文首次在东窝东矿区获得含矿花岗斑岩加权平均年龄为(121.5±1.0) Ma,代表了花岗斑岩的成岩年龄;含矿花岗闪长斑岩的加权平均年龄为(121.0±1.2) Ma,代表了花岗闪长斑岩的成岩年龄;两者均形成于早白垩世晚期,且侵位年龄在误差内一致。同时说明研究区存在早白垩世晚期的岩浆侵入活动,东窝东铜多金属矿区的年代不早于早白垩世。相比较多龙矿集区内其他矿床,与多不杂斑岩铜矿的成岩年龄(锆石U-Pb年龄116.4~127.8 Ma[5, 27, 29-30, 36])、成矿年龄(辉钼矿Re-Os年龄=118.0 Ma[2])和热液蚀变年龄(Ar/Ar坪年龄=115.2~119.2 Ma[30, 36-37]),波龙斑岩铜矿的成岩年龄(锆石U-Pb年龄117.5~127.3 Ma[23, 27, 29, 36, 38]、成矿年龄(辉钼矿Re-Os年龄119.4 Ma[10])、热液蚀变年龄(Ar/Ar坪年龄=117.9~121.6 Ma[10, 30]),荣那浅成低温热液-斑岩铜矿的成岩年龄(锆石U-Pb年龄=117.2~120.2 Ma[13, 30])、成矿年龄(辉钼矿Re-Os年龄=119.0 Ma[13])和热液蚀变年龄(Ar/Ar坪年龄=116.3 Ma[39]),拿若斑岩铜矿成岩年龄(锆石U-Pb年龄=117.2~122.9 Ma[4, 29-30, 38])和成矿年龄(辉钼矿Re-Os年龄=119.5 Ma[30])一致(表5);说明了东窝东、荣那、多不杂、波龙及拿若等矿床在成岩时代、岩浆侵位序次及成矿时代上较为一致,存在成因上的联系,而且空间位置相近,表明这些矿床的成矿作用受控于统一的构造-岩浆成矿系统。

5.2 成岩温度

由于锆石自身的高度稳定性和锆石年代学的广泛引用,锆石的Zr饱和温度计作为限定地壳深熔成因的花岗岩的重要工具引起了广泛关注[40-42]。锆石是花岗质岩浆体系中较早结晶的副矿物,因而可以认为锆石饱和温度可近似代表花岗质岩石近液相线的温度[43]。锆石中Zr的分配系数对温度十分敏感,而其他因素对其没有明显影响[44],根据前人的Zr溶解度实验结果表明,锆石在岩浆中的溶解度满足方程[40]:

lnDZrZiron/Melt={-3.8-[0.85(M-1)]}+12900/T

M=(Na+K+2Ca)/(Al×Si)

式中:DZrZiron/Melt是Zr在锆石和岩浆中浓度的比值;T为绝对温度;M是阳离子含量的比值,计算公式中Ca、Na、K、Si、Al为锆石寄主岩石主量元素Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、P原子数归一化计算后的原子分数值。研究表明如果岩浆中Zr不饱和,Zr饱和温度计所给出的Zr饱和温度(TZr)为初始岩浆温度的下限;而如果岩浆中Zr达到饱和状态,所给出的Zr饱和温度为初始岩浆温度的上限[44]。如果已知全岩中的Zr含量近似代表熔体中Zr的含量,可以根据公式来计算锆饱和温度[44]:

表5 多龙矿集区及东窝东矿区岩浆岩成岩年龄、成矿年龄及热液蚀变年龄

Table 5 Geochronology of Cretaceous intermediate-felsic intrusions from the Dongwodong deposit and Duolong ore concentration area, Tibet

矿区岩性样品编号 年龄/Ma方法参考文献多不杂含矿花岗闪长斑岩ZK2131278±26LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[5]不含矿闪长玢岩T261252±22LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]不含矿花岗闪长斑岩T251241±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]含矿花岗闪长斑岩 Dbz⁃γδπ1207±19LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[36]含矿石英闪长斑岩92521195±07LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[30]不含矿花岗闪长斑岩DBZ23121185±16LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[30]含矿石英闪长斑岩DBZ2561175±12LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[30]含矿花岗闪长斑岩 DD⁃81174±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[27]含矿花岗闪长斑岩DbzTC61164±25LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[36]黑云母ZK001⁃781192±11Ar/Ar坪年龄[36]钾长石ZK2304⁃701183±06Ar/Ar坪年龄[37]钾长石ZK001⁃911152±11Ar/Ar坪年龄[36]绢云母DBZ⁃2312⁃381181±13Ar/Ar坪年龄[30]绢云母ZK001⁃1401158±14Ar/Ar坪年龄[36]辉钼矿1180±15Re⁃Os等时线[2]波龙 不含矿闪长玢岩T31273±25LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]不含矿花岗闪长斑岩 T2⁃21248±12LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]不含矿花岗闪长斑岩 T2⁃11224±41LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]含矿石英闪长玢岩BL⁃11223±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[38]不含矿花岗闪长斑岩Dw2⁃81211±18SHRIMPU⁃Pb[36]含矿花岗闪长斑岩DBZ⁃321209±24SHRIMPU⁃Pb[2]含矿花岗闪长斑岩ZK15502⁃2881202±20LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[3]含矿花岗闪长斑岩ZK15502⁃4581195±09LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[3]含矿花岗闪长斑岩ZK15507⁃51193±13LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[3]含矿石英闪长斑岩BLZK17103⁃4651186±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[27]含矿花岗闪长斑岩BLZK17103⁃3321185±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[27]含矿花岗闪长斑岩BLZK15502⁃5531185±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[27]含矿石英闪长斑岩BLZK17103⁃3681184±11LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[27]含矿花岗闪长斑岩BLZK15502⁃4841175±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[27]钾长石ZK18707⁃48511833±06Ar/Ar坪年龄[10]绢云母ZK15515⁃5531216±07Ar/Ar坪年龄[10]绢云母BL⁃1703⁃3851179±07Ar/Ar坪年龄[30]辉钼矿1194±13Re⁃Os等时线[10]拿若 含矿花岗闪长斑岩T281229±11LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]不含矿花岗闪长斑岩T161216±11LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[29]不含矿闪长岩NED041213±11LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[4]含矿花岗闪长斑岩NED031205±12LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[4]含矿花岗闪长斑岩NED021202±14LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[4]含矿花岗闪长斑岩NR15041198±14LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[30]含矿花岗闪长斑岩NED011198±13LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[4]含矿花岗闪长斑岩NR⁃11195±06LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[38]不含矿花岗闪长斑岩92421172±05LA⁃ICP⁃MSU⁃P[30]辉钼矿1195±32Re⁃Os等时线[30]荣那 含矿石英闪长玢岩ZK1612⁃3731202±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[13]含矿花岗闪长斑岩RN1177±05LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb[30]明矾石ZK1604⁃4291163±08Ar/Ar坪年龄[39]辉钼矿1190±14Re⁃Os等时线[13]东窝东含矿花岗斑岩DWDY13⁃11215±10LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb含矿花岗闪长斑岩DL2014101210±12LA⁃ICP⁃MSU⁃Pb本文

TZr=12900/[2.95+0.85M+ln(496000/ZrMelt)]

依据上述公式计算,获得东窝东花岗闪长斑岩全岩锆饱和温度为779.6~792.6 ℃(平均温度为786.4 ℃),明显低于花岗斑岩全岩锆饱和温度为841.4~844.5 ℃(平均温度为843.0 ℃)。

5.3 岩石成因及源区特征

东窝东矿区花岗闪长斑岩和花岗斑岩富集大离子亲石元素(LILE:Th、U、K及Rb)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE: Nb、Ta、Zr及Ti) 及重稀土元素(HREE),低的TiO2含量(<1%),表明岛弧岩浆的独特的地球化学特征(图6(a), (b))[45-48]。含矿斑岩在Nb-Y、Rb-(Y+Nb)、Ta-Yb和Rb-(Yb+Ta)构造环境判别图中[49],基本全部落在岛弧型岩浆岩区域及其附近(图略); 在微量元素比值Ce/Pb-Ce和Nb/Th-Nb图上(图6(a), (b))也显示出它们的岩浆源区与岛弧火山岩的一致。在Sr/Y-Y构造图解中(图6(c)),含矿斑岩样品均落入典型岛弧岩浆岩系列,矿区含矿岩体表现出典型的岛弧型花岗岩的岩石化学特征; Th/Yb-Ta/Yb关系图(图6(d))则显示矿区含矿岩体具有活动大陆边缘特征,暗示其应形成于与俯冲有关的构造环境[45]。上述分析表明,东窝东矿区含矿岩体的形成明显受控于班公湖—怒江洋陆俯冲体系,可能为班公湖—怒江特提斯洋洋壳向北俯冲消减阶段岩浆作用的产物。但与多龙矿集区含矿斑岩相比,研究区含矿斑岩更加富集LREE,REE的总量明显较高,具有高La /Yb比值,低Eu负异常到中等Eu负异常等,说明矿区含矿斑岩经历不同程度的斜长石分离结晶作用。

特提斯洋地幔属于印度洋地幔化学域,常具有较高的87Sr/86Sr值和较低的εNd值[50-51], 矿区含矿斑岩样品的87Sr/86Sr为0.707 873~0.708 474,143Nd/144Nd比值为0.512 495~0.512 508,与多龙矿集区含矿斑岩及常规的特提斯地幔地球化学特征相一致。其(87Sr/86Sr)i值为0.706 666~0.707 232,(143Nd/144Nd)i为0.512 318~0.512 402,εNd(t)值为-1.3~-1.6,含矿斑岩显示高Sr低Nd及负低εNd(t)值特征,通常或者与俯冲作用所改造的岩石圈地幔有关[52],或者与岩浆上侵过程中地壳混染有关[53]。将样品投入(87Sr/86Sr)i-εNd(t)四象限图解中,处于第四象限上部(图7(a));位于班公湖—怒江结合带洞错蛇绿岩[54]与下地壳[55]混合线附近,偏离洞错蛇绿岩与安多片麻岩[56]混合线,暗示含矿斑岩成因与下地壳物质密切相关。Mcculloch[57]指出源于地壳物质的样品主要落于该区域,来自上部地壳或年轻地壳的样品落于该象限的上部区域,来自下部地壳物质或古老地壳物质的样品落于该象限下部区域。其(87Sr/86Sr)i、εNd(t)值与SiO2含量之间呈现明显的线性变化关系(图略),表明上升过程中矿区含矿斑岩岩浆可能遭受地壳混染。相比较多龙矿集区内其他矿床(图),多不杂矿区的含矿斑岩(87Sr/86Sr)i为0.706 392~0.709 020、εNd(t)值为-5.3~-0.2,波龙矿区的含矿斑岩(87Sr/86Sr)i为0.704 560~0.708 500、εNd(t)值为-8.0~+0.7,拿若矿区的含矿斑岩(87Sr/86Sr)i为0.705 100~0.707 180、εNd(t)值介于-7.7~+3.3,均表现出高Sr低Nd特征[3-4, 6, 27-28, 30];与东窝东矿区含矿斑岩相一致,指示东窝东矿床含矿斑岩与多龙矿集区矿床含矿斑岩具备相似的物质来源。

图6 东窝东矿区含矿斑岩的地球化学图解Fig.6 Geochemical diagrams of the ore bearing porphyry in the Dongwodong deposit, Tibet (a) Ce/Pb-Ce图; (b) Nb/Th-Nb图; (c) Y-Sr/Y图; (d)Th/Yb-Ta/Yb图;(a),(b)和(d)图据参考文献[62],其中原始地幔据参考文献[63],大陆地壳、MORB+OIB和岛弧型火山岩区域据参考文献[64]; (c)图据参考文献[65]; (d)图中FC和SZ分别指结晶分离作用和俯冲区域;多龙矿集区含矿斑岩据参考文献[2-4, 27-30]

图7 东窝东斑岩铜矿含矿斑岩 (87Sr/86Sr)i-εNd(t)图解(a)及εHf(t)-t图解(b)Fig.7 (87Sr/86Sr)i-εNd(t) and εHf(t)-t diagrams from the ore bearing porphyry in the Dongwodong deposit, Tibet(a)多龙矿集区含矿斑岩,据参考文献[3-4, 6, 27-28, 30, 58];(b)多龙矿集区含矿斑岩,据参考文献[3-4, 27-30]

由于锆石Hf同位素比值不会随部分熔融或分离结晶变化,东窝东矿区含矿斑岩εHf(t)值的较大变化,相对应的176Hf/177Hf值变化也较大,显示出锆石的Hf同位素具有不均一性。在εHf(t)-t图解和(176Hf/177Hf)i-t图解(图7(b))中,矿区含矿斑岩投点大部分落在了球粒陨石之上,暗示其可能是直接起源于亏损地幔橄榄岩部分熔融或者玄武质新生下地壳部分熔融的产物[59]。然而含矿斑岩的Mg#为28~45,明显低于直接起源于亏损地幔楔橄榄岩部分熔融形成的岩浆岩的相应值(Mg#>60)[60],暗示其并非来源于亏损地幔楔橄榄岩部分熔融。矿区含矿斑岩εHf(t)的低正值(+3.4~+11.1)明显不同于亏损地幔源区部分熔融产物的高εHf(t)值[61],亦表明矿区含矿斑岩不是地幔楔橄榄岩的部分熔融形成的产物,更有可能起源于新生下地壳部分熔融;其对应的T2DMC模式年龄集中于469~963 Ma之间,也指示新生下地壳的物质来源。含矿斑岩表现出高Sr负低εNd(t),低的T2DM值(1 017~1 042 Ma)特征,在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)四象限图解中,处于第四象限上部,暗示年轻地壳来源。相比较多龙矿集区内其他矿床(图略),多不杂矿区同期含矿斑岩(~120 Ma)锆石εHf(t)值为+0.0~+11.1,波龙矿区同期含矿斑岩(~120 Ma)锆石εHf(t)值为+0.3~+12.2,荣那矿区同期含矿斑岩(~120 Ma)锆石εHf(t)值为+2.1~+7.4,拿若矿区同期含矿斑岩(~120 Ma)锆石εHf(t)值为-3.7~+11.3,与东窝东矿区含矿斑岩锆石εHf(t)值(+3.4~+11.1)相一致,上述岩体的Hf同位素组成暗示东窝东矿区与多龙矿集区含矿斑岩岩浆事件具有相同的新生下地壳岩浆源区特征[3-4,27-30]。结合锆石年代学显示,上述含矿斑岩成岩时代在误差范围内一致,具有同期、同源性。

综上所述,东窝东矿区含矿斑岩表现出典型的岛弧型花岗岩的岩石化学特征,是班公湖—怒江特提斯洋洋壳向北俯冲消减背景下,由玄武质新生下地壳部分熔融形成的产物。

5.4 矿床成因与成矿动力学过程

班公湖—怒江缝合带是青藏高原北部重要的板块边界和成矿带,任纪舜和肖黎薇[66]通过西藏1∶25万地质填图工作认为其代表形成于晚二叠世—早三叠世的新特提斯洋。然而邱瑞照等[67]根据缝合带中段改则地区舍玛拉沟辉长岩全岩Sm-Nd定年指出,该新特提斯洋于早侏罗世开启。Kapp等[68]及黄汲清等[69]根据狮泉河蛇绿岩、区域构造和缝合带沉积相分析,指出班公湖—怒江洋盆打开时间发生在三叠纪,早侏罗世扩张成深海洋盆,晚侏罗世洋壳开始向北侧羌塘地块之下俯冲消减,至侏罗纪末—白垩纪初洋盆闭合,此后进入弧-陆碰撞演化阶段。史仁灯[70]对班公湖—怒江新特提斯蛇绿岩SSZ型蛇绿岩中的辉长岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年得到(167.0±1.4) Ma,认为其代表了新特提斯洋在该区俯冲消减的时限,指示班公湖—怒江新特提斯洋至少从中侏罗世开始由扩张转换为俯冲消减。郭铁鹰等[71]根据缝合带不整合面上的上侏罗统地层研究,认为班公湖地区新特提斯洋于早白垩世关闭。然而,李金祥等[8]通过多不杂矿区岩浆作用的研究,认为早白垩世岩浆岩具有俯冲带之上岛弧岩浆的特征,至少在大约120 Ma时班怒洋洋盆还在向北俯冲;朱弟成等[72]发现双湖南部塔仁本地区大面积发育约110 Ma的洋岛玄武岩,提出了班怒洋盆闭合应该明显晚于晚侏罗世—早白垩世早期;王勤[73]对多龙矿集区早白垩世美日切错组岛弧型火山岩进行锆石U-Pb定年,获得了大约110 Ma的形成年龄,亦认为班公湖—怒江特提斯洋洋盆在早白垩世尚未关闭。

图8 西藏东窝东矿床的成矿模式简图[75]Fig.8 Supra-subduction zone setting for the formation of the Dongwodong deposit, Tibet

综上所述,中晚侏罗世开始班公湖—怒江洋持续向北俯冲于羌塘地块之下[3- 4, 8, 15, 27-30, 73],随着洋壳向北俯冲消亡持续进行,南羌塘地块持续增生,地壳加厚,在其陆缘形成了楔形增生体,并形成了系列逆断层。伴随俯冲作用持续进行,俯冲洋壳遭受复杂的重力及阻力作用而发生板片回撤,带来软流圈物质的上涌和底侵,并被带入上覆陆壳部,最终滞留在壳幔边界形成玄武质新生下地壳。随着软流圈物质的持续底侵作用,玄武质新生下地壳发生部分熔融形成富氧逸度(fO2)、H2O、S和金属元素的玄武质母岩浆。玄武质母岩浆熔体上侵,经历复杂的熔化、同化、存储和均一的MASH过程[74],期间母岩浆遭受地壳物质的混染作用,熔化和同化部分地壳岩石并聚集于浅部地壳内形成稳定的岩浆房。上涌岩浆分异出成矿流体萃取围岩中的成矿元素及混合部分地壳物质,沿走滑断裂等有利位置持续侵位。岩浆上侵过程中发生复杂的岩浆分异和分离结晶作用形成酸性岩浆,最终形成多个斑岩侵入体;伴随岩浆侵位不断上涌,成矿流体携带成矿元素持续加入,并在不同的条件下发生堆积,最终在构造有利部位形成了东窝东矿床(图8)。

东窝东矿区含矿斑岩地球化学特征限定了其是一个陆缘岛弧环境,形成于与俯冲有关的构造环境,以玄武质新生下地壳在温度较高的条件下经部分熔融形成,其形成年龄约为121 Ma。与多龙矿集区其他矿床在岩浆侵位序次、成岩时代及成矿时代上较为一致。前人研究显示多龙矿集区内多不杂、波龙、拿若及铁格隆南(荣那)等矿区成矿斑岩具有明显的岛弧岩浆岩特征,且矿集区内广泛发育玄武岩、辉绿岩、高Nb玄武岩以及玄武安山岩、安山岩等火山岩和深成岩,限定了相一致的岛弧环境。东窝东矿区含矿斑岩与多龙矿集区含矿斑岩具备同期、同源性。目前东窝东矿区地表已发现Cu-Ag-Sb、Sb-Au及Pb-Zn-Ag等多处矿点,具备钾硅化、绢英岩化、青磐岩化等典型斑岩铜矿蚀变分带,与多龙矿集区蚀变分带类似,且两者空间位置的相近并具有相似的岩石化学组成。有区别的一点是,东窝东含矿岩体外接触带发育类似低硫型浅成低温热液铅锌银矿化。综上所述,本文认为东窝东矿床为多龙矿集区东延部分,具有寻找多龙式低温热液型矿床、斑岩型矿床类型隐伏矿体的良好潜力。

6 结 论

(1) 东窝东矿区含矿斑岩为准铝质高钾钙碱性-钾玄岩岩石,锆饱和温度介于779.6~844.5 ℃之间;富集大离子亲石元素(LILE:Th、U、K及Rb)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE: Nb、Ta、Zr及Ti) 及重稀土元素(HREE),具备典型的岛弧环境特征;含矿斑岩具高(87Sr/86Sr)i、低(143Nd/144Nd)i及低的负εNd(t)值特征;花岗闪长斑岩εHf(t)为+3.8~+11.1,两阶段模式年龄T2DMC为467~933 Ma;花岗斑岩εHf(t)为+3.4~+8.5,两阶段模式年龄T2DMC为631~963 Ma;表明矿区含矿斑岩是班公湖—怒江特提斯洋洋壳向北俯冲消减背景下,由玄武质新生下地壳在较高温度条件下部分熔融形成的产物。

(2)东窝东矿区含矿花岗斑岩结晶年龄为(121.5±1.0) Ma,含矿花岗闪长斑岩结晶年龄为(121.0±1.2) Ma;与前人获得多龙矿集区内多不杂、波龙、拿若及铁格隆南(荣那)等矿区成岩成矿年龄相近。东窝东矿区含矿斑岩成岩年龄约121 Ma,其岛弧环境特征指示班公湖—怒江特提斯洋洋盆于早白垩世晚期尚未关闭,仍然存在向北俯冲消减过程。

(3)东窝东矿区发育Cu-Ag-Sb、Sb-At及Pb-Zn-Ag等多处矿点,具典型斑岩铜矿蚀变分带,与多龙矿集区内其他矿床的岩石组成、矿化及蚀变、成岩成矿时代、形成环境和物质来源相类似,而且空间位置相近,受控于统一的构造-岩浆成矿系统。本文认为东窝东矿为多龙矿集区东延部分,具有寻找斑岩-低温热液型矿床类型隐伏矿体的良好潜力。

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Magmatism and Mineralization of Epithermal-porphyry Deposit from Bangonghu-Nujiang Metallogenic Belt: Taking Dongwodong Copper Deposit from Gerze County for Example

WEI Shaogang1, TANG Juxing2, SONG Yang2,LIU Zhi-bo2,WANG Qin3,LIN Bin2,HOU Lin1, FENG Jun4, LI Yanbo5

(1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 2. Institute of Mineral Resources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China; 3.CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China; 4.TibetJinlongMiningCo.,Ltd,Lhasa,Tibet850000,China;5.No. 5GeologicalParty,TibetBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment,Golmud,Qinghai816000,China)

The Dongwodong copper deposit, located in the east of the Duolong ore-concentrated district, is a newly-discovered porphyry copper deposit in the Bangonghu-Nujiang metallogenic belt in Gerze County, Tibet. Zircon U-Pb dating results show that the granodiorite-porphyries intruded at (121.0±1.2) Ma and the granite-porphyries intruded at (121.5±1.0) Ma, which are similar to those of the ore-bearing porphyries from Duolong ore-concentrated area. These porphyries are systematically more enriched in large-ion lithophile elements and LREE, relatively depleted in high strength elements and HREE, and have middle negative Eu anomalies, high Al and Sr, low Mg, Ti, Y and Yb, which are consistent with those of arc-type magmas worldwide. These porphyries have similar ages and geochemical features to those of ore bearing porphyries from Duolong ore-concentrated area, suggesting that they were formed in a common magma chamber. The ore-bearing intrusions are characterized by highTZrranging from 779.6 to 844.5 ℃. Additionally, they have varyingεHf(t) values ranging from +3.4 to +11.1,T2DMCvalues ranging from 467 to 963 Ma. According to the obtained data, we proposed that the studied porphyries were generated by partial melting of juvenile crust under the background of Bangonghu-Nujiang Tethys oceanic crust subducting northward to Qiangtang massif and the Bangonghu-Nujiang oceanic basin was significant sizes during the Early Cretaceous. Besides, based on field geological surveys, we suggest that this deposit show typical porphyry copper deposit alteration characteristics. Its rock composition, mineralization and alteration, ages of diagenesis and mineralization, and tectonic environment and material source are consistent with those of the deposits in Duolong ore-concentrated area. Comprehensive analysis indicates that Dongwodong copper deposit shares a great potential to discover super-large epithermal-porphyry Cu (Au, Ag) concealed ore body.

Bangonghu-Nujiang metallogenic belt; Dongwodong copper deposit; zircon U-Pb age dating; geochemistry; magmatic evolution; Tibet

2016-03-05;改回日期:2016-09-10;责任编辑:戚开静。

国土资源部行业专项“斑岩-浅成低温热液成矿系统研究及勘查评价示范——以西藏多龙整装勘查区为例”(201511017);国家自然科学青年基金项目“西藏羌塘地体南缘铁格龙南超大型浅成低温热液型铜(金)矿床保存条件研究” (41402178);国家科技基础性工作专项(2014FY121000)。

韦少港, 男, 博士研究生,1989年出生, 矿产普查与勘探专业, 主要从事矿床学和固体矿产勘查与评价研究工作。

Email:634719227@qq.com。

唐菊兴,男,研究员, 博士,1964年出生, 矿产普查与勘探专业, 主要从事矿床学和固体矿产勘查与评价研究工作。Email: tangjuxing@126.com。

P618.4

A

1000-8527(2016)06-1179-18

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